海藻多糖与有机物料对烟草青枯病的防控效果

褚德朋 许永幸 高强 王鹏 崔云 徐蕊 张广雨 王启业 陈芊如 尤祥伟 李义强

摘  要：为探究海藻多糖与其他有机物料混合使用对烟草青枯病的防控效果，以烤烟品种NC102为试验材料进行田间试验，设置不同用量海藻多糖与微生物菌肥、草木灰、贝壳粉、生物炭等有机物料的组合处理，分析了不同处理对烟草农艺性状和经济性状、土壤理化性质、烤后烟叶化学成分的影响，以及土壤理化性质与烟草青枯病发病率和病情指数的相关性。结果表明，与对照相比，海藻多糖与有机物料的施用普遍促进了团棵期和旺长期的烟株生长发育，提高了土壤pH和有机质含量，降低了烟草青枯病的发病率和病情指数;烤后烟叶经济性状和主要化学成分也有不同程度的提升。Pearson相关性分析表明，土壤有机质含量和pH与青枯病发病率和病情指数之间存在极显著的负相关关系。500倍海藻多糖稀释液在50～100 mL/株的范围内，用量越高，效果越好;组合处理中草木灰+海藻多糖75 mL/株处理效果最好。通过增加海藻多糖和有机物料，调节土壤pH或增加土壤有机质含量有助于控制青枯病的发生。

关键词：海藻多糖;有机物料;烟草青枯病;土壤理化性质

Abstract： To investigate the control effect of seaweed polysaccharides and some organic materials on the tobacco bacterial wilt， a field experiment was performed using flue-cured tobacco variety NC102 as the experimental material. A series of experimental trials was designed including seaweed polysaccharides only， and combination of seaweed polysaccharides with organic materials including microbial fertilizer， plant ash， shells powder and biochar. The effect of different treatment on the tobacco agronomic and economic traits， the soil physi-chemical properties， the flue-cured tobacco chemical composition， and the correlations between soil physi-chemical properties and the incidence and disease index of tobacco bacterial wilt were analyzed. The results showed that， compared with the control， the application of seaweed polysaccharides and organic materials generally promoted the growth and development of tobacco during the resetting stage and vigorous growing stage， increased the soil pH and organic matter content， reduced the incidence and disease index of tobacco bacterial wilt， and improved the economic characteristics and the main chemical components of flue-cured tobacco leaves. Pearson correlation analysis showed that there were significantly negative correlations between soil organic matter content， soil pH and the incidence and disease index of bacterial wilt. Application of 500 times diluted polysaccharide with 50～100 mL/plant showed a negative correlation with the incidence index of bacterial wilt， whereas plant ash+seaweed polysaccharide 75 mL/plant treatment showed the best control effect of bacterial wilt in all treatments. Therefore， the occurrence of bacterial wilt can help controlled by adding seaweed polysaccharides and organic materials to adjust soil pH and soil organic matter content.

Keywords： seaweed polysaccharide; organic materials; tobacco bacterial wilt; soil physi-chemical properties

煙草青枯病是由茄科劳尔氏菌（Ralstonia solanacearum）引起的毁灭性烟草土传病害。烟草青枯病防治主要措施为改善栽培管理[1-4]、生物防治[5-6]、化学防治[7-8]等方面，亟待寻求一种绿色、安全、高效的防控措施。海藻多糖是一类多组分的混合物，能控制细胞分裂、调节细胞生长以及维持生命有机体正常代谢，具有优良的抑菌活性，开发与应用前景广阔。目前生物炭、贝壳粉、草木灰等有机物料可用于改善土壤理化特性和生物性状，并对土壤微生态产生积极影响，受到了国内外研究者的广泛关注[9-14]。因此，本研究通过田间试验，比较海藻多糖不同用量以及海藻多糖与不同有机物料组合，对烟草青枯病发病率和病情指数、烟草农艺性状和经济性状、土壤理化性质以及烤后烟叶质量等指标的影响，并对土壤因素与青枯病发病程度进行了相关性分析，旨在筛选出具有优化土壤结构，兼防青枯病的土壤改良剂，为烟草青枯病绿色防控提供依据。

2  结  果

2.1  不同处理对烟草青枯病的防控效果

从表1中可以看出，与CK相比，施用海藻多糖与有机物料，降低了烟草青枯病的发病率及病情指数，对烟草青枯病具有一定程度的防控作用。其中团棵期SPS3、Pa+SPS2和Bc+SPS2 三个处理发病率均为0.00%，相对防效达到100%，其他处理则出现不同程度的发病;旺长期Pa+SPS2处理的发病率最低，为11.11%，较CK降低了66.67%，其病情指数最小，为3.46，相对防效达到83.11%。不同处理之间存在一定的差异，大致呈现海藻多糖用量越多效果越好，组合处理好于单一处理的趋势。

2.2  不同处理对烟草农艺性状的影响

2.2.1  不同试验处理对团棵期农艺性状的影响  由表2可知，施用海藻多糖与有机物料的处理和对照CK相比，烟株的长势较好。株高、最大叶长、最大叶宽以及最大叶面积4项指标，所有处理与CK无显著差异，效果较好的处理分别为Pa+SPS2、Bc+SPS2、SPS3和Pa+SPS2、Bc+SPS2，较CK分别提高了22.82%、15.20%、13.30%、31.58%。有效叶数SPS3、Pa+SPS2和Bc+SPS2处理显著高于CK，但施用海藻多糖与不同有机物料混合使用的处理之间无显著差异，各处理的有效叶均在11～14片之间。因此，团棵期Pa+SPS2处理促生长的效果明显好于其他处理。

2.2.2  不同试验处理对旺长期农艺性状的影响  由表3可知，不同试验处理对旺长期农艺性状产生不同程度的影响。与团棵期相比，旺长期农艺性状调查指标增加了茎围和节距两项内容。株高、节距、有效叶数和最大叶长4项指标所有处理均显著高于CK，增幅分别为9.9%～14.4%、21.1%～23.6%、14.1%～21.7%以及10.4%～15.3%;最大叶宽各处理之间无显著差异;茎围SPS3、Pa+SPS2和Bc+SPS2 3个处理显著高于CK，其余处理差异不显著，而最大叶面积Mf+SPS2、Pa+SPS2和Bc+SPS2 3个处理与CK差异显著。综合6项指标考虑，海藻多糖与有机物料的施用对于烟草的生长表现出促进作用，Pa+SPS2处理对于烟草生长的促进效果最好，与团棵期表现一致。

2.3  不同处理对土壤理化性质和微生物的影响

从表4中可以看出，海藻多糖与有机物料混合施用，对土壤理化性质表现出显著影响。相比CK处理，海藻多糖与有机物料施用后，土壤有机质含量增加103.6%～194.0%;土壤全氮、速效钾含量降低14.6%～77.8%、19.0%～34.5%;土壤速效磷含量SPS1处理提高了11.25%，其余各处理降低了3.4%～42.2%;所有处理的土壤pH均较CK有所提高，Pa+SPS2提升pH效果最明显。根据16S rRNA基因扩增子测序分析，发现施用海藻多糖和有机物料后，土壤微生物Alpha多样性并未发生显著变化（图1）。在门水平上，不同试验处理的优势细菌类群均为变形菌门（30%～47%）、酸杆菌门（16%～33%）和放线菌门（5%～21%）（图2）。施用海藻多糖和有机物料后，虽然土壤微生物种类未发生改变，但其相对丰度有所变化。其中在海藻多糖的基础上添加草木灰（Pa+SPS2）和生物炭（Bc+SPS2）的处理，放线菌门的相对丰度明显升高，SPS1处理的酸杆菌明显增多。

在属水平上，不同試验处理微生物相对丰度与对照相比，粘杆菌和马赛菌丰度降低，SPS3处理脂环酸芽孢杆菌、Pa+SPS2处理朱氏杆菌以及Bc+SPS2处理鞘氨醇单胞菌丰度则升高（图3）。

2.4  不同处理对烟草经济性状的影响

不同试验处理烤后烟叶的经济性状显示（表5），产量、产值、均价以及上中等烟比例4个指标，Sp+SPS2处理的产量最高，较CK提高了5.83%，Bc+SPS2处理次之，CK处理的产量最低;产值和上中等烟比例两指标，各处理均高于CK，分别提高5.74%～12.03%、1.48%～5.59%;从均价来看，海藻多糖与有机物料的施用提高了烟叶均价，但各处理之间无显著差异。综上所述，海藻多糖与有机物料施用后可以提高烟叶的经济性状。

2.5  不同处理对烤后烟叶化学成分的影响

由表6可知，不同试验处理会影响烤后烟叶（C3F）的主要化学成分，与CK相比，各处理的烟碱含量、两糖含量、总氮含量、钾含量以及钾氯比均有增加的趋势，而氯含量和两糖比基本保持在同一水平;各处理烟叶常规化学成分含量均在适宜范围之内。Pa+SPS2处理还原糖含量、钾含量均为最高，分别较CK提高了3.59和0.39个百分点。

2.6  土壤理化性质与青枯病发病率和病情指数的相关性

对不同试验处理的土壤理化性质与青枯病发病率和病情指数进行Pearson相关性分析，结果显示（表7），青枯病发病率和病情指数与土壤有机质含量和pH呈极显著负相关，与土壤速效钾和速效磷含量呈显著正相关。在土壤中肥料基数一定的前提下，土壤中磷钾含量越高，说明被植物吸收利用的越少，植株发育弱，抵抗病害的能力较差，其病害发生就越严重;发病率和病情指数与土壤全氮含量不相关。因此，增加土壤有机质含量和调节土壤pH均可以控制青枯病的发生。

3  讨  论

试验结果表明，施用不同用量的海藻多糖，以及海藻多糖与不同有机物料混合施用，促进了团棵期与旺长期烟株的生长发育。株高、节距、有效叶数和最大叶长等农艺指标都显著增加，说明海藻多糖对烟株发育具有很好的促生功效。魏珊珊等[15]、赵康等[16]、涂勇等[17]等关于海藻多糖对草莓、小麦、玉米等农作物的增产提质效果研究也印证此结果：施用海藻肥后，增加土壤中有机质的含量，激活土壤中的各种微生物，增强土壤生物活动，从而提高土壤中有效养分的含量，有效调控作物生育期间土壤的养分供应特性，提高作物对土壤养分的吸收，从而提高肥料的利用率以及产量形成的能力。然而使用海藻多糖和有机物料会导致土壤的全氮、速效磷和速效钾含量降低，说明不同处理区的氮磷钾元素从土壤到烟叶的转移和利用效率更高。可能原因是海藻多糖与有机物料的施用，海藻多糖水解为二糖、单糖等，既为烟株生长提供了能源，又调节细胞渗透压，可有效提高作物的生长速率和抵抗逆境胁迫的能力[22]，促进了烟草植株对土壤中氮、磷、钾的吸收和高效利用，有效提高了烟叶中烟碱含量和钾含量。

施用海藻多糖与有机物料，同时可以改善土壤环境、提高土壤pH和改变土壤微生物构成，增强了土壤微生态环境的稳定性，从而对烟草青枯病起到较好的防控效果，烟草青枯病的发病率和病情指数得到了有效控制。Pearson相关性分析表明，土壤pH及有机质含量与青枯病发病率和病情指数之间存在极显著的负相关关系，调节土壤pH和增加有机质含量可以控制青枯病的发生，沈桂花等[14]、万惠霞等[23]、李小龙等[24]、施河丽等[25]等研究也证明了该观点。同时由16S V3-V4区域扩增子测序知，Bc+SPS2和Pa+SPS2两个处理放线菌较CK明显增多。放线菌可以通过其对土壤微环境的调控，调节植物生长，还可以通过与植物和其他有害病原菌之间的相互协调，缓解不良环境因素胁迫，降低病原菌的活性，提高植物对所处生境的适应能力[26]。通过对经济性状分析发现，不同处理在产量、产值、均价以及上中等烟比例等经济性状指标方面均优于对照组CK，烤后烟叶烟碱、两糖、总氮、钾、钾氯比等化学指标与CK相比也有不同程度的提高。与王明旭等[27]、李文丽等[28]关于微生物菌剂能提高烟叶等级比例和均价，对烟叶化学成分协调性和评吸品质均有利的结果一致。

4  结 论

海藻多糖与有机物料混合使用，增加了土壤有机质含量，提高了土壤pH，促进了烟株生长发育，提高了上等烟比例和烟叶品质，降低了烟草青枯病的发病率和病情指数，其中海藻多糖配合草木灰施用的效果最佳，其联合拮抗烟草青枯病的机理还需进一步研究。

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